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国产FPGA在海上风电设备中的应用

日期:2024-04-18    来源:中科亿海微

国际风力发电网

2024
04/18
10:01
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关键词: 海上风电 风电并网系统 风电设备

针对海上风电并网系统频繁遇到的谐波谐振问题,研制海上风电信息处理板,可以有效地减小谐波谐振对海上风电设备的影响,保证海上风电并网系统的安全稳定运行。

图 海上风电信息处理板

本方案主要负责三相电压电流信号的的采集和信号处理,采用双FPGA+DSP架构,主要由FPGA处理单元、DSP处理单元、光纤接口单元、ADC接口单元以及DAC接口单元组成。FPGA处理单元选用中科亿海微的EQ6HL130和EQ6HL9型FPGA。EQ6HL130负责对外接口,包括千兆以太网接口、AD/DA接口、GPS授时接口、变流器数字量接口、USB-C接口实现。EQ6HL9负责上电控制、电压电流监控、信号处理流程监控管理、故障上报等功能。DSP负责信号处理算法。本方案具有接口丰富可扩展、信号处理性能高、全链路延时低、高可靠高可用的特点。

方案优势

1、 基于FPGA+DSP异构架构,主FPGA负责对外接口,DSP负责核心处理算法,从FPGA进行整板自检和监控管理,功能划分清晰;

2、对外接口丰富

六路ADC采样电路,可实现三相电压、三相电流的同时采样;

八路DAC模数转换电路,可实现将原始或处理后数据转为模拟信号输出;

八路数字信号输出,可实现将原始或处理后数据通过RS422/RS485接口输出;

多路光纤接口,FPGA与DSP均有对外光纤接口,有灵活的扩展性;

USB-C调试接口,调试便捷,可用过通用TYPE-C数据线实现设备调试。

3、全链路低延时,采用高性能DSP实现数据处理算法,处理延时可达us级,配合FPGA的高速数据并行处理能力,全链路延时在us级;

4、高可靠性,采用从FPGA对整板以及主FPGA和DSP进行监控,具备故障上报,异常保护等功能。

推荐器件

亿海神针®系列 EQ6HL130型、EQ6HL9型

1、EQ6HL130型FPGA

逻辑规模(万门):1360;

存储单元(M4K):1200;

锁相环PLL/全局时钟:8/16;

最大可编程用户I/O:498;

最宽温度范围:-55℃~125℃;

封装形式:CSG484/FGG676。

2、EQ6HL9型FPGA

逻辑规模(万门):86;

存储单元(M4K):64;

锁相环PLL/全局时钟:2/16;

最大可编程用户I/O:202;

最宽温度范围:-40℃~100℃;

封装形式:TQG144/CSG225/FTG256/CSG324。

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